Cognitive Load Theory – en teori som varje lärare bör känna till…?
Del 2: CLT och undervisningsstrategier
I förra inlägget introducerade jag den teoretiska bakgrunden till Cognitive Load Theory (CLT) som är en inflytelserik välbeforskad pedagogisk-psykologisk teori om hur vår kognition påverkar lärandet. Du kan läsa inlägget här. Kortversionen av CLT är att arbetsminnet kan överbelastas på grund av kunskapers komplexitet eller uppgifters utformning, eller på grund av andra externa faktorer, t ex i lärmiljön. Om kunskaperna spiller över eller översvämmar arbetsminnet, eller arbetsformen i sig kräver mycket kognitivt bearbetande, så konstrueras och lagras kunskaperna inte i långtidsminnet som scheman. I studier av CLT har man t ex genom att variera uppgifters utformning minskat på den kognitiva (över-)belastningen och visat på förbättrad återhämtning av minnen. Men, steget därifrån till undervisning kräver mer eftertanke än vad som kan framstå vid en första anblick.
CLT och vikten av varierade undervisningsstrategier
CLT-forskare Paas och Merrienboer (1) betonar i sin artikel att ett ensidigt fokus vid att minska ”stoffets” och uppgifters belastning på kognitionen inte utgör den enda vägen att tillämpa CLT, utan att instruktioner och uppgifter kan utformas på många olika sätt även om vi utgår från att arbetsminnet har en begränsad kapacitet. Paas & Merrienboer föreslår ett antal undervisningsstrategier utifrån senare CLT-forskning, så som t ex kollaborativa arbetsformer (2) som en strategi för att reducera kognitiv belastning, och att ta hänsyn till hur faktorer som elevers stressnivå och motivation påverkar elevers arbetsminneskapacitet. Detta är en rimlig slutsats då arbetsminnet inte är ett statiskt kärl som bara ska fyllas med adekvat stora bitar av information för att lärande ska ske. Arbetsminneskapaciteten är en fluktuerande och dynamisk process som påverkas av ett antal faktorer både individuellt hos eleverna, liksom genom olika arbetsformer och i lärmiljön.
I en vid detta laget klassisk artikel lyfter Kalyuga (3) fram att en konsekvens av CLT är att lärmiljöer behöver vara adaptiva (adaptive learning environments) i relation till elevers individuella förutsättningar. Elever i en årskurs eller klass har varierande kognitiva förutsättningar (inklusive arbetsminneskapacitet). De lärmiljöer och kontexter som elever vistas i varierar också och kan påverka eleverna såväl främjande som hindrande i lärandet utifrån ett kognitivt perspektiv. Elevers förkunskaper varierar också, och i en klass kan vi ha elever som är noviser, och elever som är på god väg att utveckla expertis. Den så kallade ”omvända expertiseffekten” som lyfts fram av bl a Kalyuga pekar på att medan eleverna som är noviser behöver explicit instruktion och välstrukturerade uppgifter, så behöver eleverna som är på väg att utveckla expertis mindre vägledning och strukturering. Tvärtom kan dessa elever hämmas av explicit undervisning. Det innebär att frågan om variation eller differentiering i undervisningen – om vi med dessa begrepp begränsar oss till hur uppgifter kan struktureras på ett varierat sätt, eller hur kunskapsområden görs tillgängliga (i enkla överskådliga bitar eller genom komplexa frågeställningar) – är en fråga för varje lärare utifrån CLT, så länge vi har ett skolsystem där elever inte sorteras i olika grupper utifrån sina förkunskaper.
CLT och scaffolding
I en forskningsöversikt av Ghanbari med kollegor (4) gör man en genomgång av undervisningsstrategier utifrån CLT och lyfter fram ”scaffolding”, dvs att man som lärare tar hänsyn till elevers behov av stödstrukturer i lärandet för att reducera den kognitiva belastningen, liksom att reflektera kring hur olika modaliteter (sinneskanaler) påverkar lärandet (visuellt, auditivt, verbalt, etc). I anslutning till CLTs forskning finns också Mayers forskning kring hur kombinationer av olika modaliteter i uppgifters utformning såväl kan verka som distraktorer som förstärkare i lärandet. Jag har tidigare skrivit om Mayers forskning i relation till tillgängligt lärande och multimodala format i lärandet här (5).
CLT innebär inte att undervisningsformerna behöver stelna i vissa statiska former och kognitionsvetenskap (som inte bara är EN enhetlig vetenskap) erbjuder inte snabba genvägar till lärandet. Fortfarande kommer begrepp som stödstrukturer/scaffolding, variation i undervisningen och kollaborativa arbetsformer att vara relevanta – kognitionsforskningen ger oss bara ledtrådar kring fällor och möjligheter i vad som kan utgöra stödjande strukturer, vad det är som ska varieras i undervisningen och hur grupparbeten kan utformas. Att tillämpa CLT kräver därför planering och analys, precis som vid andra teoretiska perspektiv på undervisning.
Hur ska jag veta om mina elever blir kognitivt överbelastade av min undervisning?
Hur ska jag veta om mina elever blir kognitivt överbelastade av min undervisning? Denna fråga som handlar om mätning och bedömning är en av de stora utmaningarna med CLT, eftersom forskning visat att kognitiv belastning är svårt att mäta, om vi vill hänföra det till att det beror just på ett överbelastat arbetsminne. De mest tillförlitliga mätmetoderna i studierna av CLT bygger på självskattningar hos eleverna, men problemet med självskattningar är att individer inte kan själva skatta om det är arbetsminnet som blivit överbelastat, om de inte förstått uppgiften, distraherats omedvetet, eller på grund av andra faktorer inte slutfört en uppgift eller lärt sig. Metakognitionsforskning visar att elever ofta gör felbedömningar av såväl vad, hur och varför de lärt sig eller inte lärt sig. På denna punkt finns en svaghet i CLT, kopplingen mellan den kognitiva teorin och undervisningsstudierna, där den kognitiva överbelastningen av arbetsminnet inte går att bevisa och skilja åt från andra faktorer. Som lärare är man hänvisad till att prova sig fram med undervisningsstrategierna och göra en samlad bedömning. Mätningen och bedömningen av det kognitiva i CLT är med andra ord ett utvecklingsområde (6). Här kan CLT berikas av mer välbeforskade och validerade mätmetoder av kognitiva processer.
Lär känna dina elevers kognitiva förutsättningar!
Hur ska man då förhålla sig som lärare till CLT? Det som i CLT liksom i andra kognitiva teorier är vägledande är vikten av att analysera och ta hänsyn till kognitionens roll som styrka respektive sårbarhet hos sina elever i utformningen av både uppgifter och lärmiljöer. Jag brukar tänka på de kognitiva processerna eller förmågorna som gas eller broms i lärandet (och givetvis finns ett antal andra faktorer därtill). De kan bidra med en förståelse för varför vissa elever trots ”time on task” glömmer och inte generaliserar kunskaperna över tid eller mellan sammanhang. De kan också bidra till en förståelse kring varför en del elever snabbt tappar fokus och uthållighet. För att summera och svara på frågan i rubriken: Är CLT en teori som varje lärare bör känna till? Ja, varje lärare inte bara behöver känna till kognitiva teorier som CLT, utan också känna till sina elevers kognitiva förutsättningar – deras styrkor och sårbarheter, och hur dessa kan samspela med kunskaper, uppgifter och undervisningens utformning.
med vänliga hälsningar Petri Partanen
PS. Tycker du inlägget är intressant att diskutera, dela det gärna med knapparna. DS.
Referenser
(1) Paas, F., & van Merriënboer, J. J. (2020). Cognitive-load theory: Methods to manage working memory load in the learning of complex tasks. Current Directions in Psychological Science, 29(4), 394-398.
(2) Kirschner, P. A., Sweller, J., Kirschner, F., & Zambrano R, J. (2018). From cognitive load theory to collaborative cognitive load theory. International Journal of Computer-Supported Collaborative Learning, 13(2), 213-233.
(3) Kalyuga, S. (2009). Knowledge elaboration: A cognitive load perspective. Learning and Instruction, 19(5), 402-410.
(4) Ghanbari, S., Haghani, F., Barekatain, M., & Jamali, A. (2020). A systematized review of cognitive load theory in health sciences education and a perspective from cognitive neuroscience. Journal of Education and Health Promotion, 9.
(6) Orru, G., & Longo, L. (2018). The evolution of cognitive load theory and the measurement of its intrinsic, extraneous and germane loads: a review. In International Symposium on Human Mental Workload: Models and Applications (pp. 23-48). Springer, Cham.
Inga kommentarer